Алмазно-абразивный круг с комбинированной зернистостью

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении шлифовальных кругов с периферийной рабочей поверхностью на вулканитовых, бакелитовых и глифталевых связках. Круг имеет ступицу и периферийную рабочую часть. Последняя выполнена в виде комплектов концентрических слоев с зернистостью абразива в комплекте, последовательно убывающей в радиальном направлении. Число слоев в комплекте равно числу переходов шлифования: черновой, чистовой, получистовой - в зависимости от конкретных условий шлифования заготовок. В результате повышается стойкость круга, производительность обработки и качество шлифуемой поверхности. 11 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, к механической обработке материалов связанным абразивом (алмазом, эльбором и др.) - к шлифованию, в частности к изготовлению шлифовальных кругов с периферийной рабочей поверхностью, имеющей слои различной зернистости.

Известен абразивный прерывистый круг, периферийная рабочая поверхность которого выполнена в виде чередующихся абразивных выступов и впадин, при этом каждый выступ выполнен с зернистостью абразива, последовательно убывающей (возрастающей) в окружном направлении [1. а.с. СССР №1388269, МПК B24D 5/14. Абразивный прерывистый круг. И.М.Баюкли. Заявка 3916411/31-08, 26.06.1985; 15.04.1988. Бюл. №14].

Известный абразивный прерывистый круг имеет существенный недостаток - это возбуждение вибраций из-за прерывистой режущей рабочей поверхности, состоящей из выступов и впадин. При этом изготовление выступов с различной убывающей или возрастающей зернистостью - трудоемкий процесс, а образованные впадины снижают механическую прочность круга и не позволяют работать на максимальных скоростях. Возникающие вибрации ухудшают шероховатость обрабатываемой поверхности, не позволяют интенсифицировать процесс обработки, снижают производительность, повышают себестоимость изготовления и снижают стойкость инструмента.

Задача изобретения - расширение технологических возможностей изготовления и восстановления шлифовальных кругов на вулканитовых, бакелитовых и глифталевых связках, снижение себестоимости изготовления кругов, не требующее дорогого специального технологического оборудования, повышение производительности обработки и стойкости круга, получение сложнопрофильных, например шлифовальных, кругов с аксиально-смещенным режущим слоем [2. Патент РФ №2275294, МПК B24D 5/02, В24В 55/02. Синусоидальный алмазно-абразивный круг. Степанов Ю.С., Катунин А.В., Афанасьев Б.И., Катунин А.А., Самойлов Н.Н., Фомин Д.С. Заявка 2004128013, 20.09.2004; 27.04.2006. Бюл. №12].

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого алмазно-абразивного круга с комбинированной зернистостью, имеющего ступицу и периферийную рабочую часть, причем периферийная рабочая часть выполнена в виде комплектов концентрических слоев с зернистостью абразива в комплекте, последовательно убывающей в радиальном направлении, при этом число слоев в комплекте равно числу переходов (черновой, получистовой, чистовой и т.д.) для конкретных условий шлифования заготовок.

Особенности конструкции предлагаемого алмазно-абразивного круга поясняются чертежами.

На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого алмазно-абразивного круга, у которого пять комплектов концентрических слоев по два слоя с крупной и мелкой зернистостью абразива в комплекте, вид сбоку, условно принято: темные слои - крупнозернистые, светлые слои - мелкозернистые; на фиг.2 - то же, частичный продольный разрез; на фиг.3 - установка и схема формирования предлагаемого круга с крупнозернистыми и мелкозернистыми слоями; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.3; на фиг.5 - сушильная камера с формированными кругами, вид сверху (относительно фиг.3), верхняя крышка условно снята; на фиг.6 - элемент Б на фиг.4, нанесение и разравнивание первого слоя связки с помощью сопла; на фиг.7 - сечение В-В на фиг.3, нанесение алмазно-абразивных зерен и вдавливание их в слой связки с помощью сопла; на фиг.8 - сечение В-В на фиг.3, комплект из двух концентрических слоев с мелкой и крупной зернистостью абразива; на фиг.9 - шлифовальный круг с аксиально-смещенным режущим слоем, имеющий ступицу и синусоидальную периферийную поверхность, общий вид; на фиг.10 - шлифовальный круг с аксиально-смещенным режущим слоем, имеющий ступицу и синусоидальную периферийную поверхность с пятью комплектами концентрических слоев по два слоя с крупной и мелкой зернистостью абразива в комплекте, частичный продольный разрез; на фиг.11 - сушильная камера с формированными шлифовальными кругами с аксиально-смещенным режущим слоем и комбинированной зернистостью, вид сверху, верхняя крышка условно снята.

Предлагаемый алмазно-абразивный круг имеет ступицу 1 и периферийную рабочую часть 2, последняя состоит из концентрических слоев 3, 4 и т.д. с различной зернистостью, например слой 3 - выполнен из крупнозернистого (КЗ) абразива, слой 4 - из мелкозернистого (МЗ) абразива. Слои 3, 4 и т.д. образуют комплект концентрических слоев с зернистостью абразива в комплекте, последовательно убывающей в радиальном направлении от периферии к центру. Число слоев 3, 4 и т.д. в комплекте равно числу переходов (черновой, получистовой, чистовой и т.д.) для конкретных условий шлифования заготовок. Таким образом, если заготовки будут подвергаться шлифованию в три перехода, например черновое, получистовое и чистовое шлифование, то число слоев в комплекте - должно быть три, это крупнозернистый, среднезернистый (СЗ) и мелкозернистый слои. На фиг.1, 2, 9, 10 показаны алмазно-абразивные круги, у которых пять комплектов концентрических слоев по два слоя с крупной и мелкой зернистостью абразива в комплекте, условно показаны: темные слои - крупнозернистые, светлые слои - мелкозернистые. Следовательно, эти круги предназначены для шлифования заготовок в два перехода: черновой и чистовой.

Таким образом, имеет место объединение при двух различных зернистостях по диаметру круга чернового и чистового шлифования в однооперационное. При трех зернистостях - в один прием реализуется черновое, получистовое и чистовое шлифование и т.д.

Выбор количества слоев с различной зернистостью и соотношение их толщин может быть рассчитано по известным зависимостям, либо определено экспериментально для конкретных условий обработки.

Конструктивно круг с комбинированной зернистостью может быть выполнен на установке (см. ниже), основанной на наращивании алмазно-абразивных слоев на жидкой консистентной связке с последующим затвердеванием в сушильной камере, где возможно получение обычных, прерывистых и с аксиально-смещенным режущим слоем шлифовальных кругов.

Перед началом процесса формирования изготовляют из легкоразрушаемого материала (например, из картона, пластмассы и т.п.) ось 5 и боковые диски 6, определяющие высоту L и наружный диметр D формируемого шлифовального круга. Собранный каркас, состоящий из оси 5 и дисков 6, для изготовления пакета из нескольких кругов (согласно фиг.5 и 11, для четырех кругов) устанавливают в сушильной камере 7 с возможностью вращения со скоростью Vф формирования инструмента.

Ось 5 имеет индивидуальный привод вращения (не показан). Подача и нанесение на жидкую связку алмазно-абразивных зерен осуществляется сжатым воздухом, подаваемым в сопло 8, соединенное с компрессором (не показан). Сопло 9 служит для подачи жидкой связки и разравнивания, сопло 8 - для подачи алмазно-абразивных зерен. Сопла имеют приводы для радиальной SР и продольной SПР подач, кинематически связанных с вращением оси 5, из расчета: радиальная подача, равная высоте одного слоя связки с внедренными алмазно-абразивными зернами за один оборот оси, а продольная возвратно-поступательная подача равна величине амплитуды АС при повороте оси на один шаг t аксиально-смещенного режущего слоя.

Основные технологические переходы совершаются с помощью двух сопел 8 и 9 при непрерывном вращении оси 5 с дисками 6.

Для подачи жидкой связки из отдельной емкости (не показана) используется сопло 9, ширина l которого зависит от высоты L круга за вычетом боковых зазоров Z. Сопло 9 совершает радиальную подачу SP, равную толщине одного слоя, наносимого за один оборот оси 5, и продольную SПР подачу, равную амплитуде АС синусоидального круга.

Разравнивания слоя консистентной связки осуществляется соплом 9, совершающим движения подач SР и SПР. Количество наносимой связки регулируют изменением зазора между соплом 9 и предыдущим слоем связки.

Для подачи алмазно-абразивных зерен из отдельной емкости (не показана) используется сопло 8, ширина l которого зависит от высоты L круга за вычетом боковых зазоров Z. Сопло 8 совершает радиальную подачу SP, равную толщине одного слоя, наносимого за один оборот оси 5, и продольную SПР подачу при формировании синусоидальных кругов. Подача алмазно-абразивных зерен осуществляется через сопло 8 с помощью воздушно-абразивной струи под давлением, из условия закрепления алмазно-абразивных зерен в связке. Подача алмазно-абразивных зерен разной зернистости осуществляется через собственные сопла. На фиг.3 показано сопло 8, имеющее два канала для подачи крупнозернистого и мелкозернистого абразива.

Закрепление алмазно-абразивных зерен происходит в сушильной камере 7, куда попадает очередной слой связки с внедренными в него алмазно-абразивными зернами при непрерывном вращении оси, где связка затвердевает. Операция формирования шлифовальных кругов осуществляется непрерывным способом путем последовательного заполнения каждого из отсеков, образованных дисками 6 (на фиг.5, 11 можно различить четыре отсека, т.е. сформировано четыре алмазно-абразивных круга), и состоит из следующих переходов:

нанесение слоя связки на ось 5 между разделительными дисками 6. Количество наносимой связки регулируется изменением зазора между осью 5 и соплом 9 для первого слоя и предыдущим слоем и соплом 9 для последующих слоев;

нанесение алмазно-абразивных зерен на слой связки производится механическим способом с помощью сжатого воздуха, подаваемого под давлением в сопло 8, при непрерывно вращающейся оси. Нанесение алмазно-абразивных зерен на слой связки с помощью сжатого воздуха может производится электростатическим способом, при котором алмазно-абразивные зерна под воздействием сил электростатического поля ориентируется так, что большая ось абразивных зерен располагается радиально оси круга. Таким образом, на ось наносится слой радиально расположенных зерен, в результате чего повышается режущая способность круга. Плотность нанесения алмазно-абразивных зерен механическим способом с помощью сжатого воздуха регулируется количеством подаваемого из питателя (не показан) алмазно-абразивных зерен и давлением сжатого воздуха, при электростатическом способе - напряжением на электродах (не показаны) и расстоянием между ними; подача крупнозернистого или мелкозернистого абразива осуществляется включением одного или другого канала сопла 8;

сушка очередного слоя связки с внедренными алмазно-абразивными зернами в сушильной камере при непрерывном вращении оси. Температура сушки - от 30° до 130° в зависимости от вида связки.

После достижения нужного наружного диаметра заготовки окончательно сушатся в сушильной камере 4…5 часов при температуре 90°…130°.

По окончании сушки пакета со шлифовальными кругами его разделяют путем поломки оси и боковых дисков, и полученные круги подвергаются контролю на отсутствие трещин, сколов, пузырей и других дефектов. Далее производят измерение фактической твердости кругов и их маркировку.

Пример. На описанной выше и изготовленной установке по разработанной технологии были сформированы алмазно-абразивные круги с аксиально-смещенным режущим слоем (АРС) размерами 350×40×127 мм для шлифования серого чугуна СЧ 15. Круги имели комбинированную зернистость с двумя слоями для чернового и чистового шлифования. Крупнозернистые слои изготовлены из зерна марки 54С, номер зернистости 40, степень твердости С1 с наполнителем из пульвербакелита. Мелкозернистые слои - 24А, 20, С1 с наполнителем из пульвербакелита.

В обычных кругах, полученных традиционным способом - прессованием, чем больше диаметр круга, тем труднее получить равномерную плотность во всех его частях. Частицы шихты под давлением прессования практически не перемешиваются в плоскостях, перпендикулярных к направлению прессования. Этот недостаток устраняется при формировании предлагаемых кругов с комбинированной зернистостью.

Сравнительные испытания изготовленных с комбинированной зернистостью кругов с АРС показали, что они имеют достаточный запас прочности и вполне безопасны в работе. Условия их эксплуатации ничем не отличаются от обычных. Перед установкой на шпиндель шлифовального станка круги подвергались статической и динамической балансировке. В процессе шлифования и правки алмазно-металлическим карандашом не наблюдалось поломок и скалываний режущих кромок.

Круги с комбинированной зернистостью могут быть изготовлены с аксиально-смещенным режущим слоем различного диаметра D, амплитуды АС и шага синусоиды t, а также традиционных типов ПП, К, 3П, 2П, ПВ, ЧЦ, ПВД, ПВДС, ЧК, Т, 1Т, ПВК, ПВДК, ПН, отрезных кругов и др.

Конструкция кругов позволяет восстанавливать первоначальные рабочие размеры изношенных кругов путем наращивании алмазно-абразивных слоев на жидкой консистентной связке на оставшейся ступице с последующим затвердеванием в сушильной камере.

Предлагаемая конструкция кругов расширяет технологические возможности изготовления и восстановления шлифовальных кругов на вулканитовых, бакелитовых и глифталевых связках, снижает себестоимость изготовления кругов, не требует дорогого специального технологического оборудования и позволяет получать сложнопрофильные шлифовальные круги.

Алмазно-абразивный круг с комбинированной зернистостью, имеющий ступицу и периферийную рабочую часть, отличающийся тем, что периферийная рабочая часть выполнена в виде концентрических слоев с образованием комплектов, при этом зернистость абразива в комплекте последовательно убывает в радиальном направлении, а число слоев - равно числу переходов для конкретных условий шлифования заготовок.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при шлифовании и тонком шлифовании вязких труднообрабатываемых и повышенной твердости материалов.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при шлифовании электропроводных труднообрабатываемых высокопрочных материалов. .

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении абразивных кругов для шлифования вязких труднообрабатываемых материалов повышенной твердости.

Изобретение относится к шлифовальным кругам для обработки периферией деталей переменной по ширине твердости методом поперечной подачи на врезание. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для эффективной предварительной и окончательной обработки заготовок абразивным кругом. .

Изобретение относится к инструментам для обработки труднообрабатываемых материалов. .

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано при глубинном периферийном шлифовании материалов, предрасположенных к дефектообразованию в виде прижогов и микротрещин, с регулированием теплового потока, направленного в деталь.

Изобретение относится к области абразивной обработки, касается абразивного инструмента, способа абразивной обработки и может быть использовано для черновой, чистовой и отделочной обработки наружных поверхностей деталей.

Изобретение относится к области машиностроения. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при формировании алмазно-абразивных кругов с комбинированной зернистостью в условиях раздельной подачи жидкой связки и шлифовального материала
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении шлифовальных кругов для обработки вязких труднообрабатываемых материалов

Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента и может быть использовано при изготовлении шлифовальных кругов для выполнения операций круглого внутреннего и наружного шлифования с врезной подачей

Изобретение относится к способу заточки неперетачиваемой пластины (варианты), при котором ее узкие стороны движутся вдоль имеющей контур круговой формы поверхности периметра вращающейся шлифовальной поверхности и шлифуются ей, при следующих согласованных друг с другом, управляемых числовой программой движениях процесса заточки:a) неперетачиваемая пластина приведена во вращение вокруг оси обточки, проходящей перпендикулярно к ее плоскости;b) шлифовальный шпиндель, удерживающий и ведущий шлифовальный круг, а также ось обточки неперетачиваемой пластины перемещаются относительно друг друга в двух проходящих перпендикулярно друг другу осях перемещения, причем оси перемещения лежат в параллельных или идентичных плоскостях; c) шлифовальный шпиндель и неперетачиваемая пластина отклоняются относительно друг друга вокруг оси качаний, которая перпендикулярна плоскостям, в которой лежат оси перемещения и ось обточки неперетачиваемой пластины

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при шлифовании заготовок из алюминиевых деформируемых сплавов с различными электронными свойствами в их глубинных и поверхностных слоях

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при упрочнении абразивных кругов, работающих на повышенных скоростях, или при силовом шлифовании. Круг формообразуют, подвергают термической обработке и создают остаточные напряжения сжатия путем нанесения на боковые поверхности круга детонационного покрытия. Толщину покрытий выбирают таким образом, чтобы создаваемые напряжения сжатия компенсировали растягивающие напряжения, возникающие во вращающемся круге. В результате обеспечивается гарантированная конструктивная прочность. 2 ил., 1 пр.

Изобретения относятся к области абразивной обработки и могут быть использованы при изготовлении абразивного инструмента с изменяемой пористостью. Инструмент содержит тело, имеющее абразивную часть с абразивными зернами, расположенными в материале матрицы, и первый усиливающий элемент внутри абразивной части. Тело имеет различие в изменении пористости на протяжении по меньшей мере половины толщины тела не более 250% от среднего значения пористости тела. Предусмотрен вариант выполнения инструмента и со вторым усиливающим элементом. В результате улучшаются эксплуатационные характеристики абразивного инструмента. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при шлифовании отверстий вращающихся или неподвижно закрепленных заготовок с охлаждением. Модульный шлифовальный инструмент содержит по меньшей мере два установленных на шпиндельной оправке идентичных по конструкции модуля, жестко скрепленных между собой торцами и сцентрированных относительно оси вращения инструмента. Каждый модуль содержит корпус с выполненными в нем радиальными направляющими, в которых c возможностью перемещения в радиальном направлении установлены радиально-подвижные идентичные сегменты с закрепленными на их торце шлифовальными брусками. Модули на шпиндельной оправке установлены с возможностью последовательного ввода в обрабатываемое отверстие для обеспечения предварительного и окончательного шлифования и с возможностью замены сегментов с изношенными шлифовальными брусками без разборки инструмента. В результате повышается производительность обработки при использовании технологичной конструкции инструмента и упрощается замена его изношенных сегментов. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к инструментальной промышленности и может быть использовано при изготовлении шлифовальных кругов для операций бесцентрового, круглого и внутреннего шлифования на проход. Шлифовальный круг содержит металлический корпус с рабочей частью, выполненной из нанесенного на поверхность корпуса алмазоносного материала, включающего органическую или металлическую связку и алмазные зерна. Участок рабочей части длиной (2/3-3/4)В содержит алмазные зерна, прочность которых увеличивается по длине образующей, и предназначен для процесса врезания в заготовку. Участок рабочей части круга длиной (1/3-1/4)В состоит из алмазных зерен одинаковой прочности и предназначен для чистового шлифования. Приведена зависимость для определения прочности алмазных зерен на участке с увеличивающейся прочностью. При шлифовании заявленным шлифовальным кругом обеспечивается его равномерный износ и сохранение размерной стойкости, геометрической точности, увеличивается ресурс работы круга. 1 пр., 2 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении композитных абразивных кругов. Последний содержит первичную абразивную часть, включающую формованные керамические абразивные частицы, соединенные первичной органической связкой. Первичная абразивная часть дополнительно включает разбавляющие дробленые абразивные частицы, соответствующие установленным номинальным маркировкам в абразивной отрасли. Предусмотрена противоположная передней и связанная с ней вторичная абразивная часть, включающая вторичные дробленые абразивные частицы, соединенные вторичной органической связкой. Первичная абразивная часть содержит больше в объемном соотношении формованных керамических абразивных частиц, чем вторичная абразивная часть. В результате повышается износостойкость абразивного круга. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 2 пр.
Наверх